节能型天然气一段转化催化剂放大研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com16天然气化工2010年第35卷节能型天然气一段转化催化剂放大研究李影辉，肖海成，李方伟，徐显明(中国石油大庆化工研究中心，黑龙江大庆163714)摘要：对放大制备的自行开发的节能型天然气一段转化催化剂进行了表征和评价。结果表明，与现有工业催化剂相比，低水碳比工况下，该催化剂活性相当，但抗积炭性能更好。关键词：天然气；一段蒸汽转化；节能催化剂；低水碳比中图分类号：TQ426文献标识码：A文章编号：1001—9219(2010)06—16—03随着全球能源El趋紧张，单位能源价格不断上n(La203)／n(A1203)=1／1的溶液中

2、浸30rain~40min，烘升，从国外合成氨技术的发展趋势看，进一步降低干后进行高温焙烧，制备出大孔径、大比表面积的氨厂能耗已成为合成氨工业技术进步的主要方向。第二载体。一段转化是合成过程的主要耗能单元，占合成过程1_2催化剂制备总能耗的60％，因此一段转化催化剂的开发成为研配制NiO与La20s摩尔比为一定比例的浸渍究重点。液，将第二载体在配制好的浸渍液中浸渍50min～合成氨节能改造是一项复杂的系统工程，方案Omin，然后进行烘干和分解；将上面的步骤再重复千差万别，人们都把目光集中在国内普遍采用的传一次即可制备出成型的催化剂。统Kellogg及类似工艺中造气系统

3、的改造上，并以2分析表征方法降低水碳比为主要手段。国外各大公司以天然气或轻烃为原料的大型合成氨装置水碳比已普遍从3．5载体物相分析采用日本RikakuCorporationX左右降到了2．5-2．7，能耗已从平均35．87GJ／tNH3下射线衍射仪，管压40kV，管电流80mA~120mA。载体降到了28GJ／tNHa-30GJ／tNH3。的孔容和孔径分布采用压汞仪Micromcritics，Auto-大庆化工研究中心与中科院成都有机所在小port9500测定。程序升温还原(TPR)采用自制内径试基础上，共同进行了节能型天然气一段转化催化为2mm的U型石英玻璃反应管，

4、样品装量为0．1～剂研制及放大研究，创新性放大制备出大孔载体的0．2g，采用TCA．101型程序信号仪按预定程序控制，低水碳比转化催化剂，与现有工业一段转化催化剂加热速率为lO~C／min。载体及催化剂的比表面积测相比，该催化剂在低水碳比条件下具有良好的活定采用N静态吸附法测定，仪器型号为zxF．o6性、稳定性和抗积炭性能。型。NiO含量分析按ZB／TG75005-88。反应尾气分析由气相色谱HP6890按面积归一法分析。1试验部分催化剂活性用总碳转化率表示，尾气组成为干1．1载体制备气：首先将0：一AI203和MgO按一定比例混合球磨至C％=[rt(CO+CO2)／

5、n(CO+C02+CH4)]xl00％200目以上，然后加入球磨至200目以上的CaCO33催化剂活性评价粉末、造孔剂、脱模剂和粘结剂充分混合，在20MPa压力下挤压成形，然后按程序升温条件高温煅烧，评价装置工艺流程图见图1。天然气和氢气经这样就制备出大孔结构的第一载体；将第一载体在过计量进入加氢和脱硫反应器将总硫脱除到0．5x10以下，水经过计量泵计量进入加热炉气化，气化收稿日期：2010．06-02；作者简介：李影辉(1973．)，女，工程的水蒸气和天然气混合后进入到转化反应器进行师，从事天然气及下游产品开发工作，电邮lyh459一反应，尾气经冷却后放空，部分进入

6、色谱分析。ds@petrochina．com．cn。学兔兔www.xuetutu.com第6期李影辉等：节能型天然气一段转化催化剂放大研究17、尘垡型L．．J【．一zIj．L．J—一lJ．1L、]rrr—1I冲II[二】I．1．i．一，1lz3l一l·一1一．If．I。1．舡㈣jt向器}矾幢柬；’化3压府器’，器l廿2}ll⋯．I．I．．．．1_．1．『{。图1催化剂评价装置工艺流程图l02030405060702／(。)Fig．1Schematicflowdiagramoftheinstallationforac-tivityevaluationofcatalyst

7、图2反应后的催化剂XRD图谱比较Fig．2XRDpatternsofthecatalystsafteractivityevalua-4结果与讨论lionreaction4．1催化剂放大制备过程及表征数据表2催化剂孔结构比较Table2Porestructuresofcatalysts根据优化实验条件进行三批催化剂10kg／次放大制备实验，并对催化剂物化性能进行表征，所得一∞]I三0u一Llulu—×5O5结果与实验室小试催化剂物化性质一致。三批催化000，r剂分别编号为Z·，Z：和Z。。并对放大催化剂进行了分析表征和测试。4．1．1NiO、La203